JP2011521266A - Optical isolator multi-voltage detection circuit - Google Patents

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Abstract

光アイソレータ多電圧検出回路は、約９ボルトＤＣから約２４０ボルトＡＣに及ぶ広範囲の入力電圧を処理することが可能であり、入力電圧と、光アイソレータと、整流器と、分圧器と、第１および第２のトランジスタと、ＤＣからＤＣへのコンバータと、を含む。前記第１および第２のトランジスタに操作可能に連結された前記分圧器は、前記第１および第２のトランジスタ全体で前記入力電圧を均一に分割することが可能である。前記トランジスタ、前記分圧器および前記光アイソレータに操作可能に連結された前記ＤＣからＤＣへのコンバータは、前記整流器からの出力電流を維持することが可能である。前記ＤＣからＤＣへのコンバータ、前記分圧器、および前記トランジスタの使用は、前記回路全体で消費される電力を削減する利点を提供する。The optical isolator multi-voltage detection circuit is capable of processing a wide range of input voltages ranging from about 9 volts DC to about 240 volts AC, the input voltage, the optical isolator, the rectifier, the voltage divider, the first and A second transistor and a DC to DC converter. The voltage divider operably coupled to the first and second transistors can uniformly divide the input voltage across the first and second transistors. The DC to DC converter operably coupled to the transistor, the voltage divider, and the optical isolator can maintain an output current from the rectifier. The use of the DC to DC converter, the voltage divider, and the transistor provides the advantage of reducing the power consumed by the entire circuit.

Description

本発明は、電圧検出装置に関し、より具体的には、電圧検出を提供する光アイソレータ多電圧検出回路に関する。   The present invention relates to a voltage detection device, and more particularly to an optical isolator multi-voltage detection circuit that provides voltage detection.

電子機器を駆動するための多種多様な電源が存在する。例えば、米国および日本において、標準の交流電圧は１１０ボルトであるが、欧州、オーストラリアおよび他の国々の標準交流電圧は２４０ボルトである。電子機器を電源または何らかの電子回路に接続する場合、電子機器に必要な電圧の存在を確認することは有益であり得る。   There are a wide variety of power sources for driving electronic devices. For example, in the United States and Japan, the standard AC voltage is 110 volts, while the standard AC voltage in Europe, Australia and other countries is 240 volts. When connecting an electronic device to a power source or some electronic circuit, it may be beneficial to confirm the presence of the voltage required for the electronic device.

現在、利用可能な低電圧検出回路は、電源からの電圧の存在を検出するために使用される。光アイソレータは、低電圧回路と高電圧回路の間等、入力回路と出力回路の間の信号を光学的に転送するように、低電圧検出回路で典型的に使用される電子コンポーネントである。光アイソレータは、回路を互いに、および潜在的に破壊的な電圧スパイクから電磁的に分離する作用がある。変圧器とは異なり、光アイソレータは、接地ループおよび過剰な雑音または電磁妨害（ＥＭＩ）を排除し、さらに重大な過剰電圧状態からの保護を提供する。概して、電圧検出回路は、電圧の存在を検出するように光アイソレータを含み、さらに光アイソレータと直列に存在する検知レジスタも含む。検知レジスタの使用は、一部の用途において望ましくない場合があるが、これは、レジスタが、高インピーダンスの雑音パルスを導く過剰な電力消費を処理しなければならないためである。残念ながら、検知レジスタは高価であり、また典型的に相当量の熱を放出する。   Currently available low voltage detection circuits are used to detect the presence of voltage from the power supply. An optical isolator is an electronic component typically used in low voltage detection circuits to optically transfer signals between an input circuit and an output circuit, such as between a low voltage circuit and a high voltage circuit. Optoisolators act to electromagnetically isolate circuits from each other and from potentially destructive voltage spikes. Unlike transformers, optical isolators eliminate ground loops and excessive noise or electromagnetic interference (EMI) and provide protection from severe overvoltage conditions. Generally, the voltage detection circuit includes an optical isolator to detect the presence of a voltage, and also includes a sense resistor that is in series with the optical isolator. The use of a sense resistor may not be desirable in some applications because the resistor must handle excessive power consumption that leads to high impedance noise pulses. Unfortunately, sensing resistors are expensive and typically emit a significant amount of heat.

本発明の一態様によると、電源からの９ボルトＤＣから２４０ボルトＡＣの入力電圧で使用するための光アイソレータ多電圧検出回路は、光アイソレータと、電源に接続されたダイオードと、第１のトランジスタと、を含む。光アイソレータは、電圧の存在を検出するように構成され、ダイオードから順方向に流れる電流は、光アイソレータの発光ダイオード（ＬＥＤ）をバイアスし、したがって、入力電圧に応答して、第１のトランジスタを通じて消費されるいかなる電力も許容可能なレベル以下に維持される。   According to one aspect of the present invention, an optical isolator multi-voltage detection circuit for use with an input voltage of 9 volts DC to 240 volts AC from a power supply includes an optical isolator, a diode connected to the power supply, and a first transistor. And including. The opto-isolator is configured to detect the presence of a voltage, and the current flowing forward from the diode biases the light-emitting diode (LED) of the opto-isolator, and thus through the first transistor in response to the input voltage. Any power consumed is kept below an acceptable level.

光アイソレータ多電圧検出回路は、ＤＣからＤＣへのコンバータ等のコンバータをさらに組み入れることができる。ＤＣからＤＣへのコンバータは、システムクロストークおよび電力消費を削減するというさらなる利点を提供することができる。   The optical isolator multi-voltage detection circuit can further incorporate a converter, such as a DC to DC converter. A DC to DC converter can provide the additional benefit of reducing system crosstalk and power consumption.

光アイソレータ多電圧検出回路は、第２のトランジスタと、分圧器と、をさらに組み入れることができる。分圧器は、第１および第２のトランジスタに操作可能に連結され、また、第１および第２のトランジスタ全体で入力電圧を均一に分割するように構成される。分圧器は、第１および第２のトランジスタを通じて消費される電力を削減するというさらなる利点を提供することができる。   The optical isolator multi-voltage detection circuit can further incorporate a second transistor and a voltage divider. The voltage divider is operably coupled to the first and second transistors and is configured to evenly divide the input voltage across the first and second transistors. The voltage divider can provide the additional benefit of reducing the power consumed through the first and second transistors.

本発明の別の態様によると、電源からの９ボルトＤＣから２４０ボルトＡＣの入力電圧で使用するための光アイソレータ多電圧検出回路は、ダイオードと、第１および第２のトランジスタと、２つのツェナーダイオードと、第１および第２のトランジスタに連結された光アイソレータと、を含む。ツェナーダイオードは、第１および第２のトランジスタへの入力電圧を制限することができ、電力消費およびシステムクロストークの全体的な削減を提供する。   In accordance with another aspect of the present invention, an optical isolator multi-voltage detection circuit for use with an input voltage of 9 volts DC to 240 volts AC from a power supply comprises a diode, first and second transistors, and two zeners. A diode and an optical isolator coupled to the first and second transistors. Zener diodes can limit the input voltage to the first and second transistors, providing an overall reduction in power consumption and system crosstalk.

本発明の別の態様によると、電源からの９ボルトＤＣから２４０ボルトＡＣの入力電圧で使用するための光アイソレータ多電圧検出回路は、電源に接続された整流器と、光アイソレータと、第１および第２のトランジスタと、第１および第２のトランジスタに連結された分圧器と、第２のトランジスタおよび光アイソレータに接続されたコンバータと、を含む。分圧器は、第１および第２のトランジスタ全体で入力電圧を分割するように構成される。ＤＣからＤＣへのコンバータ等のコンバータは、整流器からの出力電流を維持するように構成される。整流器からの出力電流が、光アイソレータの発光ダイオード（ＬＥＤ）を順方向にバイアスすると、第１および第２のトランジスタは、回路を通じて消費される電力を削減し、第１および第２のトランジスタの電力消費が、回路を通じて消費される電力とは異なるように、構成される。   According to another aspect of the present invention, an optical isolator multi-voltage detection circuit for use with an input voltage of 9 volts DC to 240 volts AC from a power source includes a rectifier connected to the power source, an optical isolator, A second transistor; a voltage divider coupled to the first and second transistors; and a converter connected to the second transistor and the optical isolator. The voltage divider is configured to divide the input voltage across the first and second transistors. A converter, such as a DC to DC converter, is configured to maintain the output current from the rectifier. When the output current from the rectifier forward biases the light-emitting diode (LED) of the optical isolator, the first and second transistors reduce the power consumed through the circuit, and the power of the first and second transistors. The consumption is configured to be different from the power consumed through the circuit.

本開示をより完全に理解するために、以下の発明を実施するための形態および添付の図面を参照されたい。   For a more complete understanding of the present disclosure, reference is made to the following detailed description and accompanying drawings.

多様な電子機器のうちのいずれか１つを電源に接続するように使用され得る光アイソレータ多電圧検出装置の斜視図である。1 is a perspective view of an optical isolator multi-voltage detection device that can be used to connect any one of a variety of electronic devices to a power source. 本発明の教示に従い組み立てられた光アイソレータ多電圧検出装置の模式図である。1 is a schematic diagram of an optical isolator multi-voltage detection device assembled according to the teachings of the present invention. 本発明の教示に従い組み立てられた光アイソレータ多電圧検出装置の別の実施形態の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of another embodiment of an optical isolator multi-voltage detection device assembled in accordance with the teachings of the present invention. 本発明の教示に従い組み立てられた光アイソレータ多電圧検出装置の別の実施形態の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of another embodiment of an optical isolator multi-voltage detection device assembled in accordance with the teachings of the present invention. 本発明の教示に従い組み立てられた光アイソレータ多電圧検出装置の別の実施形態の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of another embodiment of an optical isolator multi-voltage detection device assembled in accordance with the teachings of the present invention. 本発明の教示に従い組み立てられた光アイソレータ多電圧検出装置の別の実施形態の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of another embodiment of an optical isolator multi-voltage detection device assembled in accordance with the teachings of the present invention.

図１は、本発明の教示に従い組み立てられた、例示的な光アイソレータ多電圧検出回路１０を模式的に表す。回路１０は、多様な電子機器のうちのいずれか１つを電源１２に接続するように使用され得る。回路１０は、実質的にあらゆる種類の電子機器を電源１２のソケット１２ａに接続する独立型回路であり得る。代替として、回路１０は、電子機器内部に配置された内蔵型回路であり得、電子機器はソケット１２ａに直接接続可能である。例示的な電子機器として、ヘアドライヤ１４、シェーバ１６、掃除機１８または他の家電製品が挙げられる。   FIG. 1 schematically illustrates an exemplary opto-isolator multi-voltage detection circuit 10 constructed in accordance with the teachings of the present invention. The circuit 10 can be used to connect any one of a variety of electronic devices to the power supply 12. The circuit 10 may be a stand-alone circuit that connects virtually any type of electronic device to the socket 12a of the power supply 12. Alternatively, the circuit 10 may be a built-in circuit disposed inside the electronic device, and the electronic device can be directly connected to the socket 12a. Exemplary electronic devices include a hair dryer 14, a shaver 16, a vacuum cleaner 18, or other home appliances.

図２は、本発明の教示に従い組み立てられた、例示的な光アイソレータ多電圧検出回路１００を表す。回路１００は、光アイソレータＤ１を含み、これは、Ａｖａｇｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｉｍｉｔｅｄにより販売されている部品番号ＨＣＰＬ−２３６０であることが好ましい。典型的に、光アイソレータＤ１は、発光ダイオードＬＥＤと、光トランジスタＱ１と、を含む。好ましい光アイソレータを使用する場合、光アイソレータは、約１．２ｍＡから約５０ｍＡに及ぶ電流を検出することが可能である。異なる範囲にわたる電流を検出するために、他のサイズが選択され得る。そして、電流がＬＥＤを発光させる。回路１００は、ダイオードＤ２と、レジスタＲ１と、トランジスタＸ１と、をさらに含む。トランジスタＸ１は、Ｎチャネル空欠電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり得、これは、Ｉｎｆｉｎｅｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧにより販売されている部品番号ＢＳＳ１３９であることが好ましい。トランジスタＸ１は、ソース端子１１２と、ドレイン端子１１４と、ゲート端子１１６と、を有する。ダイオードＤ２は、表面実装標準電力回収整流器ダイオードであり得、トランジスタＸ１のドレイン端子１１４に接続される。ダイオードＤ２は、Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，ＬＬＣより販売されている部品番号ＭＲＡ４００７Ｔ３が好ましい。トランジスタＸ１のゲート端子１１６およびレジスタＲ１の一端部は、光アイソレータＤ１の一端部に接続される。光アイソレータＤ１の他端部は、接地ＧＮＤに接続される。トランジスタＸ１のソース端子１１２は、レジスタＲ１の他端部に接続される。レジスタＲ１は、他の抵抗値も企図されるが、７６８オームであることが好ましい。入力Ｖｉｎは、ダイオードＤ２に接続される。 FIG. 2 represents an exemplary opto-isolator multi-voltage detection circuit 100 constructed in accordance with the teachings of the present invention. The circuit 100 includes an optical isolator D1, which is preferably part number HCPL-2360 sold by Avago Technologies Limited. Typically, the optical isolator D1 includes a light emitting diode LED and a phototransistor Q1. When using a preferred optical isolator, the optical isolator is capable of detecting currents ranging from about 1.2 mA to about 50 mA. Other sizes can be selected to detect currents over different ranges. The current causes the LED to emit light. The circuit 100 further includes a diode D2, a resistor R1, and a transistor X1. Transistor X1 may be an N-channel depletion field effect transistor (FET), which is preferably part number BSS139 sold by Infineon Technologies AG. The transistor X1 has a source terminal 112, a drain terminal 114, and a gate terminal 116. The diode D2 may be a surface mount standard power recovery rectifier diode and is connected to the drain terminal 114 of the transistor X1. The diode D2 is preferably part number MRA4007T3 sold by Semiconductor Components Industries, LLC. The gate terminal 116 of the transistor X1 and one end of the resistor R1 are connected to one end of the optical isolator D1. The other end of the optical isolator D1 is connected to the ground GND. The source terminal 112 of the transistor X1 is connected to the other end of the resistor R1. Resistor R1 is preferably 768 ohms although other resistance values are contemplated. Input V in is connected to the diode D2.

ここで、回路１００の操作を説明する。回路１００は、本発明の教示に従い、９ボルトＤＣから２４０ボルトＡＣに及ぶ広範囲の入力電圧を処理するように使用される。例えば、約２５０Ｖａｃｒｍｓ（約３５０Ｖａｃピーク）の入力が回路１００に印加されると、電流は、ダイオードＤ２、トランジスタＸ１、レジスタＲ１および光アイソレータＤ１を通って流れ始める。この結果、光アイソレータＤ１を通じて流れる電流は、約１．３ｍＡから約２．７ｍＡに及び、したがって、光アイソレータＤ１のＬＥＤを発光させる。トランジスタＸ１全体の電圧Ｖｇｓは、約−１ボルトから約−２．１ボルトに及ぶ。したがって、トランジスタＸ１を通じて消費される電力は約３３８ｍＷで、トランジスタＸ１の定格電力（３６０ｍＷ）にほぼ近い。 Here, the operation of the circuit 100 will be described. The circuit 100 is used to handle a wide range of input voltages ranging from 9 volts DC to 240 volts AC in accordance with the teachings of the present invention. For example, when an input of about 250 V ac rms (about 350 V ac peak) is applied to circuit 100, current begins to flow through diode D2, transistor X1, resistor R1, and optical isolator D1. As a result, the current flowing through the optical isolator D1 ranges from about 1.3 mA to about 2.7 mA, thus causing the LED of the optical isolator D1 to emit light. The voltage Vgs across transistor X1 ranges from about -1 volts to about -2.1 volts. Therefore, the power consumed through the transistor X1 is about 338 mW, which is almost close to the rated power (360 mW) of the transistor X1.

電力消費をさらに削減するために、トランジスタＸ１は、上記の例示的なＢＳＳ１３９トランジスタより大きくしてもよい。例えば、トランジスタＸ１は、Ｉｎｆｉｎｅｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧにより販売されている部品番号ＢＳＳ１２６であり得るが、これは、約５００ｍＷのより高い電力および約６００ボルトのより高い電圧Ｖｄｓを有する。より大型のレジスタも使用され得る。１つの例示的なより大型のレジスタは、約１．２３キロオームの抵抗を有する。より大型のトランジスタおよびレジスタが使用され、約２５０Ｖａｃｒｍｓ（約３５０Ｖａｃピーク）の入力が回路１００に印加されると、電流は、ダイオードＤ２、トランジスタ、レジスタおよび光アイソレータＤ１を通って流れ始める。この結果、光アイソレータＤ１を通じて流れる電流は、約１．３ｍＡから約２．２ｍＡに及び、トランジスタ全体の電圧Ｖｇｓは、約−１．６ボルトから約−２．７ボルトに及ぶ。したがって、トランジスタを通じて消費される電力は約２７５ｍＷで、これは、トランジスタの定格電力（５００ｍＷ）の半分である。ここでも、高電力および高電圧のトランジスタを使用すると、トランジスタＸ１を通じて消費される電力を削減するというさらなる利点を提供することができる。 In order to further reduce power consumption, transistor X1 may be larger than the exemplary BSS139 transistor described above. For example, transistor X1 may be part number BSS126 sold by Infineon Technologies AG, which has a higher power of about 500 mW and a higher voltage Vds of about 600 volts. Larger registers can also be used. One exemplary larger resistor has a resistance of about 1.23 kilohms. When larger transistors and resistors are used and an input of about 250 V ac rms (about 350 V ac peak) is applied to circuit 100, current begins to flow through diode D2, transistor, resistor and opto-isolator D1. As a result, the current flowing through the optical isolator D1 ranges from about 1.3 mA to about 2.2 mA, and the voltage Vgs across the transistor ranges from about −1.6 volts to about −2.7 volts. Therefore, the power consumed through the transistor is about 275 mW, which is half of the transistor's rated power (500 mW). Again, the use of high power and high voltage transistors can provide the additional benefit of reducing the power consumed through transistor X1.

図３は、本発明の別の例示的な実施形態の教示に従い組み立てられた、光アイソレータ多電圧検出回路２００を表す。回路２００は、Ａｖａｇｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｉｍｉｔｅｄにより販売されている部品番号ＨＣＰＬ−２３６０であることが好ましい、光アイソレータＤ１を含む。典型的に、光アイソレータＤ１は、発光ダイオードＬＥＤと、光トランジスタＱ１と、を含む。好ましい光アイソレータを使用する場合、光アイソレータは、ここでも、約１．２ｍＡから約５０ｍＡに及ぶ電流を検出することが可能で、ここでも、電流がＬＥＤを発光させる。回路２００は、ダイオードＤ２と、レジスタＲ１と、トランジスタＸ１と、ＤＣからＤＣへのコンバータ２１８と、をさらに含む。トランジスタＸ１は、上記のＩｎｆｉｎｅｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧにより販売されている部品番号ＢＳＳ１３９である、Ｎチャネル空欠電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり得る。トランジスタＸ１は、ソース端子２１２と、ドレイン端子２１４と、ゲート端子２１６と、を有する。ダイオードＤ２は、表面実装標準電力回収整流器ダイオード等で、トランジスタＸ１のドレイン端子２１４に接続される。ダイオードＤ２は、Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，ＬＬＣより販売されている部品番号ＭＲＡ４００７Ｔ３であることが好ましい。トランジスタＸ１のゲート端子２１６は、レジスタＲ１の一端部、およびＤＣからＤＣへのコンバータ２１８の第１の端部２１８ａに接続される。ＤＣからＤＣへのコンバータ２１８の第２の端部２１８ｂは、トランジスタＸ１のソース端子２１２に接続される。ＤＣからＤＣへのコンバータ２１８の第３の端部２１８ｃは、レジスタＲ１の他端部および光アイソレータＤ１の一端部に接続される。光アイソレータＤ１の他端部は、接地ＧＮＤに接続される。この場合、レジスタＲ１は、図１のレジスタよりもはるかに大型であることが好ましい。レジスタＲ１は、他の抵抗値も企図されるが、３．８キロオームであることが好ましい。ＤＣからＤＣへのコンバータ２１８は、他の電圧値も企図されるが、５ボルトの定格であることが好ましい。入力Ｖｉｎは、ダイオードＤ２の他端部に接続される。 FIG. 3 depicts an optical isolator multi-voltage detection circuit 200 constructed in accordance with the teachings of another exemplary embodiment of the present invention. Circuit 200 includes an optical isolator D1, preferably part number HCPL-2360, sold by Avago Technologies Limited. Typically, the optical isolator D1 includes a light emitting diode LED and a phototransistor Q1. If a preferred opto-isolator is used, the opto-isolator can again detect a current ranging from about 1.2 mA to about 50 mA, where the current also causes the LED to emit light. Circuit 200 further includes a diode D2, a resistor R1, a transistor X1, and a DC to DC converter 218. Transistor X1 may be an N-channel depletion field effect transistor (FET), part number BSS139 sold by Infineon Technologies AG described above. The transistor X1 includes a source terminal 212, a drain terminal 214, and a gate terminal 216. The diode D2 is a surface mount standard power recovery rectifier diode or the like and is connected to the drain terminal 214 of the transistor X1. The diode D2 is preferably part number MRA4007T3 sold by Semiconductor Components Industries, LLC. The gate terminal 216 of the transistor X1 is connected to one end of the resistor R1 and the first end 218a of the DC to DC converter 218. The second end 218b of the DC to DC converter 218 is connected to the source terminal 212 of the transistor X1. A third end 218c of the DC to DC converter 218 is connected to the other end of the resistor R1 and one end of the optical isolator D1. The other end of the optical isolator D1 is connected to the ground GND. In this case, the register R1 is preferably much larger than the register of FIG. Resistor R1 is preferably 3.8 kilohms although other resistance values are contemplated. The DC to DC converter 218 is preferably rated at 5 volts, although other voltage values are contemplated. Input V in is connected to the other end of the diode D2.

ここで、回路２００の操作を説明する。回路２００は、本発明の教示に従い、９ボルトＤＣから２４０ボルトＡＣに及ぶ広範囲の入力電圧を処理するように使用される。例えば、約２５０Ｖａｃｒｍｓ（約３５０Ｖａｃピーク）の入力が回路２００に印加されると、電流は、ダイオードＤ２、トランジスタＸ１、レジスタＲ１、ＤＣからＤＣへのコンバータ２１８および光アイソレータＤ１を通って流れ始める。この結果、ＤＣからＤＣへのコンバータは、光アイソレータＤ１を通じて流れる電流を約１．３ｍＡに維持する。ＤＣからＤＣへのコンバータは、トランジスタＸ１での電力消費も約１６３ｍＷに維持し、これは、トランジスタの定格電力（３６０ｍＷ）未満である。ＤＣからＤＣへのコンバータ２１８を使用すると、回路１００を流れる電流を維持するという利点を提供することができ、したがって、システムクロストークおよび電力消費の全体的な削減を提供する。 Here, the operation of the circuit 200 will be described. Circuit 200 is used to handle a wide range of input voltages ranging from 9 volts DC to 240 volts AC in accordance with the teachings of the present invention. For example, when an input of about 250 V ac rms (about 350 V ac peak) is applied to circuit 200, current flows through diode D2, transistor X1, resistor R1, DC to DC converter 218, and optical isolator D1. start. As a result, the DC to DC converter maintains the current flowing through the optical isolator D1 at about 1.3 mA. The DC to DC converter also maintains the power consumption in transistor X1 at about 163 mW, which is less than the rated power of the transistor (360 mW). The use of a DC to DC converter 218 can provide the advantage of maintaining the current flowing through the circuit 100 and thus provides an overall reduction in system crosstalk and power consumption.

図４は、本発明のまた別の例示的形態の教示に従い組み立てられた、光アイソレータ多電圧検出回路３００を表す。回路３００は、光アイソレータＤ１を含み、これは、上記のＡｖａｇｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｉｍｉｔｅｄの部品番号ＨＣＰＬ−２３６０であることが好ましい。光アイソレータＤ１は、発光ダイオードＬＥＤと、光トランジスタＱ１と、を含む。さらにここでも、好ましい光アイソレータを使用する場合、光アイソレータは、約１．２ｍＡから約５０ｍＡに及ぶ電流を検出することが可能である。回路３００は、ダイオードＤ２と、第１のツェナーダイオードＺ１と、第２のツェナーダイオードＺ２と、第１のレジスタＲ１と、第２のレジスタＲ２と、第１のトランジスタＸ１と、第２のトランジスタＸ２と、をさらに含む。直列に接続された第１および第２のトランジスタＸ１、Ｘ２は、Ｎチャネル空欠電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であることが好ましく、ここでもＩｎｆｉｎｅｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧにより販売されている部品番号ＢＳＳ１３９であり得る。第１のトランジスタＸ１は、ソース端子３１２と、ドレイン端子３１４と、ゲート端子３１６と、を有する。第２のトランジスタＸ２もまた、ソース端子３２０と、ドレイン端子３２２と、ゲート端子３２４と、を有する。ダイオードＤ２は、表面実装標準電力回収整流器ダイオード等で、トランジスタＸ２のドレイン端子３２２およびツェナーＺ１の一端部に接続される。ツェナーＺ１の他端部は、トランジスタＸ２のソース端子３２０およびレジスタＲ２の一端部に接続される。レジスタＲ２の他端部は、トランジスタＸ２のゲート端子３２４に接続される。ダイオードＤ２は、上記のＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，ＬＬＣにより製造されている部品番号ＭＲＡ４００７Ｔ３であることが好ましい。入力Ｖｉｎは、ダイオードＤ２の他端部に接続される。 FIG. 4 depicts an optical isolator multi-voltage detection circuit 300 constructed in accordance with the teachings of yet another exemplary form of the invention. Circuit 300 includes an optical isolator D1, which is preferably Avago Technologies Limited part number HCPL-2360 described above. The optical isolator D1 includes a light emitting diode LED and an optical transistor Q1. Again, if a preferred optical isolator is used, the optical isolator is capable of detecting currents ranging from about 1.2 mA to about 50 mA. The circuit 300 includes a diode D2, a first Zener diode Z1, a second Zener diode Z2, a first resistor R1, a second resistor R2, a first transistor X1, and a second transistor X2. And further including. The first and second transistors X1, X2 connected in series are preferably N-channel depletion field effect transistors (FETs) and can again be part number BSS139 sold by Infineon Technologies AG. The first transistor X1 has a source terminal 312, a drain terminal 314, and a gate terminal 316. The second transistor X2 also has a source terminal 320, a drain terminal 322, and a gate terminal 324. The diode D2 is a surface mount standard power recovery rectifier diode or the like, and is connected to the drain terminal 322 of the transistor X2 and one end of the Zener Z1. The other end of the Zener Z1 is connected to the source terminal 320 of the transistor X2 and one end of the resistor R2. The other end of the resistor R2 is connected to the gate terminal 324 of the transistor X2. The diode D2 is preferably part number MRA4007T3 manufactured by Semiconductor Components Industries, LLC described above. Input V in is connected to the other end of the diode D2.

ツェナーダイオードＺ１の一端部は、トランジスタＸ１のドレイン端子３１４に接続される。ツェナーダイオードＺ１の他端部は、トランジスタＸ１のソース端子３１２およびレジスタＲ１の一端部に接続される。レジスタＲ１の他端部は、トランジスタＸ１のゲート端子３１６および光アイソレータＤ１の一端部に接続される。光アイソレータＤ１の他端部は、接地ＧＮＤに接続される。他の抵抗値も企図されるが、この場合、レジスタＲ１は７６８オームであることが好ましく、一方でレジスタＲ２は７５０オームであることが好ましい。ツェナーダイオードＺ１、Ｚ２は、Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ＬＬＣにより販売される部品番号１ＳＭＢ５９５２ＢＴ３であることが好ましく、１３０ボルトの定格電圧および３ワットの定格電力を有する。他の定格電圧および定格電力も企図される。   One end of the Zener diode Z1 is connected to the drain terminal 314 of the transistor X1. The other end of the Zener diode Z1 is connected to the source terminal 312 of the transistor X1 and one end of the resistor R1. The other end of the resistor R1 is connected to the gate terminal 316 of the transistor X1 and one end of the optical isolator D1. The other end of the optical isolator D1 is connected to the ground GND. Other resistance values are contemplated, but in this case, resistor R1 is preferably 768 ohms, while resistor R2 is preferably 750 ohms. Zener diodes Z1, Z2 are preferably part number 1SMB5952BT3 sold by Semiconductor Components Industries LLC and have a rated voltage of 130 volts and a rated power of 3 watts. Other rated voltages and powers are also contemplated.

ここで、回路３００の操作を説明する。第２のトランジスタＸ２およびツェナーダイオードＺ１、Ｚ２の追加に伴い、約２５０Ｖａｃｒｍｓの入力（約３５０Ｖａｃピーク）が回路３００に印加されると、電流は、ダイオードＤ２、トランジスタＸ１、Ｘ２、ツェナーダイオードＺ１、Ｚ２、レジスタＲ１、Ｒ２および光アイソレータＤ１を通って流れ始める。この結果、トランジスタＸ１、Ｘ２全体で測定された電圧はピーク電圧（約１８０ボルト）未満であり、一方で、光アイソレータＤ１を通って流れる電流は、約１．３ｍＡから約２．７ｍＡまで異なる。これによって、トランジスタＸ１、Ｘ２では１７３ｍＷの電力消費が生じる。ツェナーダイオードＺ１、Ｚ２を使用すると、第１および第２のトランジスタＸ１、Ｘ２の入力電圧を制限するという利点を提供することができる。トランジスタＸ１、Ｘ２を使用すると、システムクロストークおよび電力消費を全体的に削減するという利点を提供することができる。 Here, the operation of the circuit 300 will be described. With the addition of the second transistor X2 and the zener diodes Z1, Z2, when an input of about 250V ac rms (about 350V ac peak) is applied to the circuit 300, the current is diode D2, transistors X1, X2, zener diode. It begins to flow through Z1, Z2, resistors R1, R2 and optical isolator D1. As a result, the voltage measured across the transistors X1, X2 is less than the peak voltage (about 180 volts), while the current flowing through the optical isolator D1 varies from about 1.3 mA to about 2.7 mA. This causes a power consumption of 173 mW in the transistors X1 and X2. The use of zener diodes Z1, Z2 can provide the advantage of limiting the input voltage of the first and second transistors X1, X2. The use of transistors X1, X2 can provide the advantage of reducing overall system crosstalk and power consumption.

図５は、本発明の別の例示の教示に従い組み立てられた、光アイソレータ多電圧検出回路４００を表す。回路４００は、ここでも、Ａｖａｇｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｉｍｉｔｅｄにより販売されている部品番号ＨＣＰＬ−２３６０であることが好ましい、光アイソレータＤ１を含む。典型的に、光アイソレータＤ１は、発光ダイオードＬＥＤと、光トランジスタＱ１と、を含む。好ましい光アイソレータは、約１．２ｍＡから約５０ｍＡに及ぶ電流を検出することが可能であり、そして、電流がＬＥＤを発光させる。回路４００は、ダイオードＤ２と、キャパシタＣ１と、第１のレジスタＲ１と、第２のレジスタＲ２と、第３のレジスタＲ３と、第４のレジスタＲ４と、第１のトランジスタＸ１と、第２のトランジスタＸ２と、をさらに含む。ダイオードＤ２、レジスタＲ２、およびキャパシタＣ１は整流器４３８を成し、一方で、レジスタＲ３およびＲ４は分圧器４４０を成す。直列に接続された第１および第２のトランジスタＸ１、Ｘ２は、ここでも前述のＮチャネル空欠電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり得る。第１のトランジスタＸ１は、ソース端子４１２と、ドレイン端子４１４と、ゲート端子４１６と、を有する。第２のトランジスタＸ２もまた、ソース端子４２０と、ドレイン端子４２２と、ゲート端子４２４と、を有する。ダイオードＤ２は、表面実装標準電力回収整流器ダイオード等で、レジスタＲ２の一端部に接続される。入力Ｖｉｎは、ダイオードＤ２の他端部に接続される。レジスタＲ２の他端部は、キャパシタＣ１の一端部およびトランジスタＸ２のドレイン端子４２２に接続される。キャパシタＣ１の他端部は、接地ＧＮＤに接続される。キャパシタＣ１は、異なる値も企図されるが、０．０１μの静電容量を有することが好ましい。 FIG. 5 depicts an optical isolator multi-voltage detection circuit 400 constructed in accordance with another exemplary teaching of the present invention. The circuit 400 again includes an optical isolator D1, which is preferably part number HCPL-2360 sold by Avago Technologies Limited. Typically, the optical isolator D1 includes a light emitting diode LED and a phototransistor Q1. Preferred opto-isolators can detect currents ranging from about 1.2 mA to about 50 mA, and the current causes the LED to emit light. The circuit 400 includes a diode D2, a capacitor C1, a first resistor R1, a second resistor R2, a third resistor R3, a fourth resistor R4, a first transistor X1, and a second transistor A transistor X2. Diode D2, resistor R2, and capacitor C1 form a rectifier 438, while resistors R3 and R4 form a voltage divider 440. The first and second transistors X1, X2 connected in series can again be the aforementioned N-channel depletion field effect transistor (FET). The first transistor X1 includes a source terminal 412, a drain terminal 414, and a gate terminal 416. The second transistor X <b> 2 also has a source terminal 420, a drain terminal 422, and a gate terminal 424. The diode D2 is a surface mount standard power recovery rectifier diode or the like, and is connected to one end of the resistor R2. Input V in is connected to the other end of the diode D2. The other end of the resistor R2 is connected to one end of the capacitor C1 and the drain terminal 422 of the transistor X2. The other end of the capacitor C1 is connected to the ground GND. Capacitor C1 preferably has a capacitance of 0.01μ, although different values are contemplated.

トランジスタＸ２のソース端子４２０は、トランジスタＸ１のドレイン端子４１４に接続される。トランジスタＸ２のゲート端子４２４は、レジスタＲ３をレジスタＲ４に接続する。レジスタＲ３の他端部は、トランジスタＸ２のドレイン端子４２２に接続される。トランジスタＸ１のソース端子４１２は、レジスタＲ１の他端部に接続される。レジスタＲ１の他端部は、トランジスタＸ１のゲート端子４１６および光アイソレータＤ１の一端部に接続される。光アイソレータＤ１の他端部は、接地ＧＮＤに接続される。他の抵抗値も企図されるが、レジスタＲ１はここでも７６８オームの抵抗を有することが好ましく、一方で残りのレジスタＲ２、Ｒ３、Ｒ４の抵抗は、例えば、それぞれ、１メガオームであり得る。   The source terminal 420 of the transistor X2 is connected to the drain terminal 414 of the transistor X1. A gate terminal 424 of transistor X2 connects register R3 to register R4. The other end of the resistor R3 is connected to the drain terminal 422 of the transistor X2. A source terminal 412 of the transistor X1 is connected to the other end of the resistor R1. The other end of the resistor R1 is connected to the gate terminal 416 of the transistor X1 and one end of the optical isolator D1. The other end of the optical isolator D1 is connected to the ground GND. Resistor R1 again preferably has a resistance of 768 ohms, although other resistance values are contemplated, while the resistances of the remaining resistors R2, R3, R4 may each be, for example, 1 megaohm.

ここで、回路４００の操作を説明する。約２５０Ｖａｃｒｍｓ（約３５０Ｖａｃピーク）の入力が回路４００に印加されると、電流は、ダイオードＤ２、トランジスタＸ１、Ｘ２、レジスタＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４および光アイソレータＤ１を通って流れ始める。この構成において、光アイソレータＤ１を通って流れる電流は、約１．３ｍＡから約２．７ｍＡまで異なる。有利に、分圧器４４０をトランジスタＸ１、Ｘ２に使用すると、トランジスタＸ１、Ｘ２全体の入力電圧をピーク電圧（約１２５ボルト）の半分に均一に分割するという利点を提供する。これによって、トランジスタＸ１、Ｘ２には１６９ｍＷの電力消費が生じる。したがって、ツェナーダイオードは不要となる。 Here, the operation of the circuit 400 will be described. When an input of about 250 V ac rms (about 350 V ac peak) is applied to circuit 400, current begins to flow through diode D2, transistors X1, X2, resistors R1, R2, R3, R4 and opto-isolator D1. In this configuration, the current flowing through the optical isolator D1 varies from about 1.3 mA to about 2.7 mA. Advantageously, the use of voltage divider 440 for transistors X1, X2 provides the advantage of evenly dividing the input voltage across transistors X1, X2 into half of the peak voltage (about 125 volts). This causes a power consumption of 169 mW in the transistors X1 and X2. Therefore, a Zener diode is not necessary.

図６は、本発明のまたさらなる実施例の教示に従い組み立てられた、光アイソレータ多電圧検出回路５００を表す。回路５００は、光アイソレータＤ１を含み、これは、約１．２ｍＡから約５０ｍＡに及ぶ電流を検出することが可能である、Ａｖａｇｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｉｍｉｔｅｄによる上記のＨＣＰＬ−２３６０光アイソレータであることが好ましい。典型的に、光アイソレータＤ１は、発光ダイオードＬＥＤと、光トランジスタＱ１と、を含む。約１．２ｍＡから約５０ｍＡに及ぶ電流が光アイソレータＤ１を通って流れると、ＬＥＤが発光する。回路５００は、ダイオードＤ２と、キャパシタＣ１と、第１のレジスタＲ１と、第２のレジスタＲ２と、第３のレジスタＲ３と、第４のレジスタＲ４と、第１のトランジスタＸ１と、第２のトランジスタＸ２と、ＤＣからＤＣへのコンバータ５１８と、をさらに含む。ダイオードＤ２、レジスタＲ２、およびキャパシタＣ１は整流器５３８を成し、一方で、レジスタＲ３、Ｒ４は分圧器５４０を成す。直列に接続された第１および第２のトランジスタＸ１、Ｘ２は、ここでも、上記のＩｎｆｉｎｅｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧにより販売されているＮチャネル空欠電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり得る。第１のトランジスタＸ１は、ソース端子５１２と、ドレイン端子５１４と、ゲート端子５１６と、を有する。第２のトランジスタＸ２もまた、ソース端子５２０、ドレイン端子５２２およびゲート端子５２４を有する。ダイオードＤ２は、表面実装標準電力回収整流器ダイオードであり得、レジスタＲ２の一端部に接続される。入力Ｖｉｎは、ダイオードＤ２の他端部に接続される。レジスタＲ２の他端部は、キャパシタＣ１の一端部およびトランジスタＸ２のドレイン端子５２２に接続される。キャパシタＣ１の他端部は、接地ＧＮＤに接続される。キャパシタＣ１は、異なる値も企図されるが、０．０１μの静電容量を有することが好ましい。 FIG. 6 depicts an optical isolator multi-voltage detection circuit 500 constructed in accordance with the teachings of yet a further embodiment of the present invention. The circuit 500 includes an optical isolator D1, which is preferably the HCPL-2360 optical isolator described above by Avago Technologies Limited, capable of detecting currents ranging from about 1.2 mA to about 50 mA. Typically, the optical isolator D1 includes a light emitting diode LED and a phototransistor Q1. When a current ranging from about 1.2 mA to about 50 mA flows through the optical isolator D1, the LED emits light. The circuit 500 includes a diode D2, a capacitor C1, a first resistor R1, a second resistor R2, a third resistor R3, a fourth resistor R4, a first transistor X1, and a second transistor A transistor X2 and a DC to DC converter 518 are further included. Diode D2, resistor R2, and capacitor C1 form rectifier 538, while resistors R3 and R4 form voltage divider 540. The first and second transistors X1, X2 connected in series can again be N-channel depletion field effect transistors (FETs) sold by Infineon Technologies AG mentioned above. The first transistor X1 includes a source terminal 512, a drain terminal 514, and a gate terminal 516. The second transistor X2 also has a source terminal 520, a drain terminal 522, and a gate terminal 524. Diode D2 may be a surface mount standard power recovery rectifier diode and is connected to one end of resistor R2. Input V in is connected to the other end of the diode D2. The other end of the resistor R2 is connected to one end of the capacitor C1 and the drain terminal 522 of the transistor X2. The other end of the capacitor C1 is connected to the ground GND. Capacitor C1 preferably has a capacitance of 0.01μ, although different values are contemplated.

トランジスタＸ２のソース端子５２０は、トランジスタＸ１のドレイン端子５１４に接続される。トランジスタＸ２のゲート端子５２４は、レジスタＲ３をレジスタＲ４に接続する。レジスタＲ３の他端部は、トランジスタＸ２のドレイン端子５２２に接続される。トランジスタＸ１のソース端子５１２は、ＤＣからＤＣへのコンバータ５１８の第２の端部５１８ｂに接続される。トランジスタＸ１のゲート端子５１６は、ＤＣからＤＣへのコンバータ５１８の第１の端部５１８ａおよびレジスタＲ１の一端部に接続される。ＤＣからＤＣへのコンバータ５１８の第３の端部５１８ｃは、レジスタＲ１の他端部および光アイソレータＤ１の一端部に接続される。光アイソレータＤ１の他端部は、接地ＧＮＤに接続される。この場合、レジスタＲ１は約３．８キロオームの抵抗を有することが好ましく、一方で残りのＲ２、Ｒ３、Ｒ４は、約１メガオームの抵抗を有することが好ましい。ＤＣからＤＣへのコンバータ５１８は、他の電圧値も企図されるが、５ボルトの定格であることが好ましい。   The source terminal 520 of the transistor X2 is connected to the drain terminal 514 of the transistor X1. A gate terminal 524 of transistor X2 connects register R3 to register R4. The other end of the resistor R3 is connected to the drain terminal 522 of the transistor X2. The source terminal 512 of the transistor X1 is connected to the second end 518b of the DC to DC converter 518. The gate terminal 516 of the transistor X1 is connected to the first end 518a of the DC to DC converter 518 and one end of the resistor R1. A third end 518c of the DC to DC converter 518 is connected to the other end of the resistor R1 and one end of the optical isolator D1. The other end of the optical isolator D1 is connected to the ground GND. In this case, resistor R1 preferably has a resistance of about 3.8 kiloohms, while the remaining R2, R3, R4 preferably have a resistance of about 1 megaohm. The DC to DC converter 518 is preferably rated at 5 volts, although other voltage values are contemplated.

ここで、回路５００の操作を説明する。約２５０Ｖａｃｒｍｓ（約３５０Ｖａｃピーク）の入力が回路５００に印加されると、電流は、ダイオードＤ２、トランジスタＸ１、Ｘ２、レジスタＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ＤＣからＤＣへのコンバータ５１８、および光アイソレータＤ１を通って流れ始める。この構成において、分圧器５４０は、トランジスタＸ１、Ｘ２全体で入力電圧を均一に分割し、一方で、ＤＣからＤＣへのコンバータ５１８は、光アイソレータＤ１を通じて流れる電流を約１．３ｍＡに維持する。有利に、レジスタＸ１、Ｘ２およびＤＣからＤＣへのコンバータ５１８を使用すると、約８２ｍＷで電力消費を生じるという利点を提供する。ＤＣからＤＣへのコンバータ５１８および分圧器５４０を使用すると、回路を流れる電流を維持するという利点を提供することができ、システムクロストークおよび電力消費の全体的な削減を提供する。 Here, the operation of the circuit 500 will be described. When an input of about 250V ac rms (about 350V ac peak) is applied to circuit 500, the current is converted to diode D2, transistors X1, X2, resistors R1, R2, R3, R4, DC to DC converter 518, and It begins to flow through the optical isolator D1. In this configuration, voltage divider 540 divides the input voltage evenly across transistors X1, X2, while DC to DC converter 518 maintains the current flowing through opto-isolator D1 at about 1.3 mA. Advantageously, the use of resistors X1, X2 and DC to DC converter 518 provides the advantage of producing power consumption at about 82 mW. The use of a DC to DC converter 518 and voltage divider 540 can provide the advantage of maintaining current through the circuit, providing overall reduction in system crosstalk and power consumption.

本明細書に説明された実施例のうちの１つ以上に従って組み立てられる場合、光アイソレータ多電圧検出回路は、電力を維持し、電力消費およびシステムクロストークの全体的な削減を提供するという利点を提供することができる。また、回路は、入力電圧を均一に分割して、電力消費およびシステムクロストークをさらに削減するというさらなる利点も提供することができる。   When assembled in accordance with one or more of the embodiments described herein, an optical isolator multi-voltage detection circuit has the advantage of maintaining power and providing an overall reduction in power consumption and system crosstalk. Can be provided. The circuit can also provide the additional benefit of dividing the input voltage evenly to further reduce power consumption and system crosstalk.

これまで、本発明の多数の異なる実施形態の詳細を説明したが、本発明の法的範囲は、本特許の最後に記載する請求項の文言により定義されることを理解されたい。あらゆる可能な実施形態を説明することは不可能でないにしろ、実際的ではないため、発明を実施するための形態は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明のあらゆる可能な実施形態を説明するものではない。例えば、図２から図４に開示された実施形態は、ＤＣ電圧の存在が検出される場合、光アイソレータの一定の励起を提供すると解釈されたい。しかしながら、ＡＣ電圧の周期的性質により、信号の周期性に従い光アイソレータを断続的に切り替える（つまり、光アイソレータを周期的に励起する）ことになる。代替において、図５および図６の実施形態は、キャパシタＣ１の整流性質により、ＡＣ信号が存在する場合であっても、一定の励起を提供する。現在の技術または本特許の提出日後に開発される技術を使用する、無数の代替の実施形態が実装され得るが、これらは、依然として、本発明を定義する請求項の範囲内に含まれるものである。   So far, details of many different embodiments of the invention have been described, but it should be understood that the legal scope of the invention is defined by the language of the claims set forth at the end of this patent. Since it is not impractical, if not possible to describe every possible embodiment, the form for carrying out the invention should be construed as illustrative only, and every possible embodiment of the present invention It does not explain. For example, the embodiments disclosed in FIGS. 2-4 should be construed to provide constant excitation of the optical isolator when the presence of a DC voltage is detected. However, due to the periodic nature of the AC voltage, the optical isolator is intermittently switched according to the periodicity of the signal (that is, the optical isolator is periodically excited). Alternatively, the embodiments of FIGS. 5 and 6 provide constant excitation, even in the presence of an AC signal, due to the rectifying nature of capacitor C1. Innumerable alternative embodiments using current technology or technology developed after the filing date of this patent may be implemented, but still fall within the scope of the claims defining the present invention. is there.

Claims (24)

光アイソレータ多電圧検出回路であって、
電圧入力であって、電圧源に接続するために配置される、電圧入力と、
発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する光アイソレータであって、前記電圧源からの前記電圧入力に印加された入力電圧の存在を検出するように構成される、光アイソレータと、
ダイオードであって、前記電圧入力に接続するために配置される、ダイオードと、
ゲート、ソース、およびドレインを有する第１のトランジスタであって、前記第１のトランジスタの前記ドレインは前記ダイオードに操作可能に連結され、かつ前記第１のトランジスタの前記ソースは前記光アイソレータに操作可能に連結される、第１のトランジスタと、を備え、
前記光アイソレータ、前記ダイオード、および前記第１のトランジスタは、前記ダイオードから順方向に流れる電流が前記ＬＥＤをバイアスするように、およびさらに、前記入力電圧および前記電流に応答して前記第１のトランジスタを通って消費されるいかなる電力をも許容可能なレベル以下に維持するように配置される、回路。 An optical isolator multi-voltage detection circuit,
A voltage input, arranged to connect to a voltage source; and
An optical isolator having a light emitting diode (LED), the optical isolator configured to detect the presence of an input voltage applied to the voltage input from the voltage source;
A diode, arranged to connect to the voltage input; and
A first transistor having a gate, a source, and a drain, wherein the drain of the first transistor is operably coupled to the diode, and the source of the first transistor is operable to the optical isolator A first transistor coupled to
The optical isolator, the diode, and the first transistor are configured such that a forward current from the diode biases the LED, and further, the first transistor in response to the input voltage and the current. A circuit that is arranged to keep any power dissipated through it below acceptable levels. 前記第１のトランジスタの前記ソースおよび前記光アイソレータに操作可能に連結されたＤＣからＤＣへのコンバータであって、前記ダイオードからの前記電流を維持するように構成される、ＤＣからＤＣへのコンバータをさらに備える、請求項１の回路。   A DC to DC converter operably coupled to the source of the first transistor and the optical isolator, the DC to DC converter configured to maintain the current from the diode The circuit of claim 1 further comprising: ゲート、ソース、およびドレインを有する第２のトランジスタであって、前記第２のトランジスタの前記ソースは、前記第１のトランジスタの前記ドレインに直列に連結され、前記第２のトランジスタの前記ドレインは、前記ダイオードに操作可能に連結される、第２のトランジスタと、
前記第１および第２のトランジスタの前記ゲートに操作可能に連結された分圧器であって、前記入力電圧を前記第１および第２のトランジスタ全体で均一に分割するように構成される、分圧器と、をさらに備え、
前記第１の変換器を通じて、およびさらに前記第２のトランジスタを通じて消費される電力は、許容可能なレベル以下に維持され、前記回路は、約９ボルトＤＣから２４０ボルトＡＣに及ぶ前記入力電圧を処理することが可能である、請求項２に記載の回路。 A second transistor having a gate, a source, and a drain, wherein the source of the second transistor is connected in series to the drain of the first transistor, and the drain of the second transistor is A second transistor operably coupled to the diode;
A voltage divider operably coupled to the gates of the first and second transistors, the voltage divider configured to divide the input voltage evenly across the first and second transistors. And further comprising
The power consumed through the first converter and further through the second transistor is maintained below an acceptable level, and the circuit handles the input voltage ranging from about 9 volts DC to 240 volts AC. The circuit of claim 2, wherein the circuit is capable of. 整流器であって、前記ダイオード、前記分圧器、および前記第２のトランジスタの前記ドレインに操作可能に連結される、整流器をさらに備える、請求項３に記載の回路。   The circuit of claim 3, further comprising a rectifier operably coupled to the diode, the voltage divider, and the drain of the second transistor. 前記整流器は、レジスタ、またはキャパシタ、またはこれらの組み合わせを備える、請求項４に記載の回路。   The circuit of claim 4, wherein the rectifier comprises a resistor, a capacitor, or a combination thereof. 前記第１および第２のトランジスタは、Ｎチャネル空乏モード電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である、請求項４に記載の回路。   The circuit of claim 4, wherein the first and second transistors are N-channel depletion mode field effect transistors (FETs). ゲート、ソースおよびドレインを有する第２のトランジスタであって、前記第２のトランジスタの前記ソースは、前記第１のトランジスタの前記ドレインに操作可能に連結される、第２のトランジスタと、
第１のツェナーダイオードであって、前記第１のトランジスタの前記ソースおよび前記ドレインに接続するために配置される、第１のツェナーダイオードと、
第２のツェナーダイオードであって、前記第２のトランジスタの前記ソースおよび前記ドレインに接続するために配置される、第２のツェナーダイオードと、をさらに備え、
前記第１および第２のツェナーダイオードは、前記第１および第２のトランジスタへの入力電圧を制限するように構成され、前記第１の変換器を通じて、およびさらに前記第２のトランジスタを通じて消費される電力は、許容可能なレベル以下に維持され、前記回路は、約９ボルトＤＣから２４０ボルトＡＣに及ぶ前記入力電圧を処理することが可能である、請求項１に記載の回路。 A second transistor having a gate, a source and a drain, wherein the source of the second transistor is operably coupled to the drain of the first transistor;
A first Zener diode, the first Zener diode being arranged to connect to the source and the drain of the first transistor;
A second Zener diode, the second Zener diode being arranged to connect to the source and the drain of the second transistor;
The first and second Zener diodes are configured to limit the input voltage to the first and second transistors and are consumed through the first converter and further through the second transistor. The circuit of claim 1, wherein power is maintained below an acceptable level and the circuit is capable of processing the input voltage ranging from about 9 volts DC to 240 volts AC. 前記第１および第２のトランジスタは、Ｎチャネル空乏モード電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である、請求項７に記載の回路。   The circuit of claim 7, wherein the first and second transistors are N-channel depletion mode field effect transistors (FETs). ゲート、ソースおよびドレインを有する第２のトランジスタであって、前記第２のトランジスタの前記ソースは、前記第１のトランジスタの前記ドレインに操作可能に連結される、第２のトランジスタと、
前記第１および第２のトランジスタの前記ゲートに操作可能に連結された分圧器と、をさらに備え、
前記第１のトランジスタを通じて、およびさらに前記第２のトランジスタを通じて消費される電力は、許容可能なレベル以下に維持され、前記回路は、約９ボルトＤＣから２４０ボルトＡＣに及ぶ前記入力電圧を処理することが可能である、請求項１に記載の回路。 A second transistor having a gate, a source and a drain, wherein the source of the second transistor is operably coupled to the drain of the first transistor;
A voltage divider operably coupled to the gates of the first and second transistors,
The power consumed through the first transistor and further through the second transistor is maintained below an acceptable level and the circuit handles the input voltage ranging from about 9 volts DC to 240 volts AC. The circuit of claim 1, wherein: 整流器であって、前記ダイオード、前記分圧器、および前記第２のトランジスタの前記ドレインに操作可能に連結される、整流器をさらに備える、請求項９に記載の回路。   The circuit of claim 9, further comprising a rectifier operably coupled to the diode, the voltage divider, and the drain of the second transistor. 前記整流器は、レジスタ、またはキャパシタ、またはこれらの組み合わせを備える、請求項１０に記載の回路。   The circuit of claim 10, wherein the rectifier comprises a resistor, a capacitor, or a combination thereof. 前記第１および第２のトランジスタは、Ｎチャネル空乏モード電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である、請求項１０に記載の回路。   The circuit of claim 10, wherein the first and second transistors are N-channel depletion mode field effect transistors (FETs). 光アイソレータ多電圧検出回路であって、
電圧入力であって、電圧源に接続するために配置される、電圧入力と、
発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する光アイソレータであって、前記電圧源からの前記電圧入力に印加された入力電圧の存在を検出するように構成される、光アイソレータと、
整流器であって、前記電圧入力に接続するために配置される、整流器と、
操作可能に直列に連結された第１のトランジスタおよび第２のトランジスタであって、それぞれのトランジスタは、ゲート、ソースおよびドレインを有し、前記第１のトランジスタの前記ソースは、前記第２のトランジスタの前記ドレインに操作可能に連結され、前記第１のトランジスタの前記ドレインは、前記整流器に操作可能に連結される、第１のトランジスタおよび第２のトランジスタと、を備え、
前記整流器からの電流出力は、前記ＬＥＤをバイアスし、前記第１および第２のトランジスタは、前記第１および第２のトランジスタ全体で第１の電力レベルを消費するように構成され、前記第１の電力レベルは、前記回路全体で消費される第２の電力レベルとは異なる、回路。 An optical isolator multi-voltage detection circuit,
A voltage input, arranged to connect to a voltage source; and
An optical isolator having a light emitting diode (LED), the optical isolator configured to detect the presence of an input voltage applied to the voltage input from the voltage source;
A rectifier, arranged to connect to the voltage input; and
A first transistor and a second transistor operably connected in series, each transistor having a gate, a source and a drain, wherein the source of the first transistor is the second transistor A first transistor and a second transistor operatively coupled to the drain of the first transistor, the drain of the first transistor operatively coupled to the rectifier,
A current output from the rectifier biases the LED, and the first and second transistors are configured to consume a first power level across the first and second transistors, the first The power level of the circuit is different from the second power level consumed by the entire circuit. 前記第１および第２のトランジスタの前記ゲートならびに前記整流器に操作可能に連結された分圧器をさらに備え、前記分圧器により、前記第１および第２のトランジスタ全体に分割される入力電圧に応答して、前記第１および第２のトランジスタ全体で消費される第１の電力レベルは、前記回路全体で消費される第２の電力レベルとは異なる、請求項１３に記載の回路。   A voltage divider operably coupled to the gates of the first and second transistors and the rectifier, the voltage divider responsive to an input voltage divided across the first and second transistors; The circuit of claim 13, wherein a first power level consumed by the entire first and second transistors is different from a second power level consumed by the entire circuit. 前記整流器は、操作可能に直列に連結されたキャパシタ、レジスタ、およびダイオードを備え、前記ダイオードは、前記電圧入力に接続され、前記キャパシタは、前記分圧器、ならびに前記第１および第２のトランジスタの前記ゲートのうちの少なくとも１つに操作可能に連結される、請求項１４に記載の回路。   The rectifier includes a capacitor, a resistor, and a diode operably connected in series, the diode being connected to the voltage input, the capacitor being connected to the voltage divider and the first and second transistors. The circuit of claim 14, wherein the circuit is operably coupled to at least one of the gates. 前記光アイソレータならびに前記第１および第２の変換器の前記ソースのうちの少なくとも１つに操作可能に連結されたＤＣからＤＣへのコンバータをさらに備え、前記ＤＣからＤＣへのコンバータは、前記第１および第２のトランジスタからの前記電流を維持するように構成される、請求項１５に記載の回路。   A DC to DC converter operably coupled to at least one of the optical isolators and the sources of the first and second converters, the DC to DC converter comprising: The circuit of claim 15, configured to maintain the current from the first and second transistors. 前記第１および第２のトランジスタに操作可能に連結された第１および第２のツェナーダイオードであって、前記第１および第２のトランジスタへの入力電圧を制限するように構成される、第１および第２のツェナーダイオードをさらに備える、請求項１３に記載の回路。   First and second Zener diodes operably coupled to the first and second transistors, the first Zener diodes configured to limit an input voltage to the first and second transistors 14. The circuit of claim 13, further comprising: and a second Zener diode. 前記第１のツェナーダイオードまたは前記第２のツェナーダイオードのいずれかは、前記整流器に操作可能に連結され、前記整流器はダイオードを備える、請求項１７に記載の回路。   The circuit of claim 17, wherein either the first Zener diode or the second Zener diode is operably coupled to the rectifier, and the rectifier comprises a diode. 光アイソレータ多電圧検出回路であって、
電圧入力であって、電圧源に接続するために配置される、電圧入力と、
発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する光アイソレータであって、前記電圧源からの前記電圧入力に印加された入力電圧の存在を検出するように構成される、光アイソレータと、
整流器を画定するように直列に接続され、協働するダイオード、レジスタ、およびキャパシタであって、前記整流器は前記電圧入力に接続される、ダイオード、レジスタ、およびキャパシタと、
操作可能に直列に連結された第１のトランジスタおよび第２のトランジスタであって、それぞれのトランジスタはゲート、ソースおよびドレインを有し、前記第１のトランジスタの前記ソースは、前記第２のトランジスタの前記ドレインに接続され、前記第１のトランジスタの前記ドレインは、前記整流器に接続される、第１のトランジスタおよび第２のトランジスタと、
前記第１および第２のトランジスタの前記ゲートに接続された分圧器であって、前記入力電圧を前記第１および第２のトランジスタ全体に分割するように構成される、分圧器と、
前記第２のトランジスタの前記ソースおよび前記光アイソレータに接続されたＤＣからＤＣへのコンバータと、を備え、
前記ＤＣからＤＣへのコンバータからの電流出力は、前記ＬＥＤをバイアスし、前記第１および第２のトランジスタは、前記第１および第２のトランジスタ全体で第１の電力レベルを消費するように構成され、前記第１の電力レベルは、前記回路全体で消費される第２の電力レベルとは異なる、回路。 An optical isolator multi-voltage detection circuit,
A voltage input, arranged to connect to a voltage source; and
An optical isolator having a light emitting diode (LED), the optical isolator configured to detect the presence of an input voltage applied to the voltage input from the voltage source;
A diode, a resistor, and a capacitor connected in series to define a rectifier, wherein the rectifier is connected to the voltage input; and
A first transistor and a second transistor operably connected in series, each transistor having a gate, a source, and a drain, wherein the source of the first transistor is that of the second transistor A first transistor and a second transistor connected to the drain, wherein the drain of the first transistor is connected to the rectifier;
A voltage divider connected to the gates of the first and second transistors, the voltage divider configured to divide the input voltage across the first and second transistors;
A DC to DC converter connected to the source of the second transistor and the optical isolator,
A current output from the DC to DC converter biases the LED, and the first and second transistors are configured to consume a first power level across the first and second transistors. And the first power level is different from the second power level consumed by the entire circuit. 電圧源からの多様な入力電圧を処理するための方法であって、
前記電圧源からの電圧入力に印加された前記入力電圧の存在を検出するように前記電圧入力に光アイソレータを操作可能に連結するステップと、
前記電圧入力へ操作可能に連結されたダイオードから電流が検出されると、前記光アイソレータの発光ダイオード（ＬＥＤ）を順方向にバイアスするステップと、
第１のトランジスタを前記ダイオードおよび前記光アイソレータに操作可能に連結するステップと、を含み、
前記第１のトランジスタを通じて消費されるいかなる電力をも許容可能なレベル以下に維持する、方法。 A method for processing various input voltages from a voltage source,
Operably coupling an optical isolator to the voltage input to detect the presence of the input voltage applied to a voltage input from the voltage source;
Forward biasing a light emitting diode (LED) of the optical isolator when a current is detected from a diode operably coupled to the voltage input;
Operably coupling a first transistor to the diode and the optical isolator;
Maintaining any power consumed through the first transistor below an acceptable level. 前記第１のトランジスタを通じて、さらに前記第２のトランジスタを通じて消費される電力を前記許容可能なレベル以下に維持するように、第２のトランジスタを前記第１のトランジスタに操作可能に連結するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。   Operably coupling a second transistor to the first transistor such that power consumed through the first transistor and further through the second transistor is maintained below the acceptable level. 21. The method of claim 20, comprising. 第１のツェナーダイオードを前記第１のトランジスタに操作可能に連結するステップと、
第２のツェナーダイオードを前記第２のトランジスタに操作可能に連結するステップと、をさらに含み、
前記第１および第２のツェナーダイオードは、前記第１および第２のトランジスタ全体の前記入力電圧を制限し、前記第１および第２のトランジスタを通じて消費される電力を前記許容可能なレベル以下に維持する、請求項２１に記載の方法。 Operably coupling a first Zener diode to the first transistor;
Operably coupling a second Zener diode to the second transistor; and
The first and second Zener diodes limit the input voltage across the first and second transistors and maintain power consumed through the first and second transistors below the acceptable level. The method of claim 21. 分圧器を前記第１および第２のトランジスタに操作可能に連結するステップと、
前記第１および第２のトランジスタ全体で前記入力電圧を分割するように分圧器を使用するステップと、をさらに含み、前記第１および第２のトランジスタを通じて消費電力を前記許容可能なレベル以下に維持する、請求項２１に記載の方法。 Operably connecting a voltage divider to the first and second transistors;
Using a voltage divider to divide the input voltage across the first and second transistors, and maintaining power consumption below the acceptable level through the first and second transistors. The method of claim 21. 前記ダイオードからの前記電流を維持するために、ＤＣからＤＣへのコンバータを前記第１のトランジスタおよび前記光アイソレータに操作可能に連結するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。   24. The method of claim 23, further comprising operably coupling a DC to DC converter to the first transistor and the optical isolator to maintain the current from the diode.
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